Arbeitsblatt Wärmeleitung mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Wärmeleitung zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 20 m². Ihre Oberflächen haben 20 °C und 1 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 250 mmA = 20 m²T₁ = 20 °CT₂ = 1 °C

q″ = W/m²

2.Leicht

Eine Wand aus expandiertes Polystyrol ist 250 mm dick und hat eine Fläche von 15 m². Ihre Oberflächen haben 17 °C und 10 °C. Bestimme die Wärmestromdichte q″ durch die Wand.

k = 0,035 W/(m·K)L = 250 mmA = 15 m²T₁ = 17 °CT₂ = 10 °C

q″ = W/m²

3.Mittel

Eine Wand besteht aus 150 mm Beton und 25 mm Gipskarton, mit einer Fläche von 20 m². Die Außenflächen haben 15 °C und -15 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 150 mm, k₁ = 1,4 W/(m·K)L₂ = 25 mm, k₂ = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T₁ = 15 °CT₃ = -15 °C

T_i = °C

4.Mittel

Eine Wand besteht aus 250 mm Ziegel und 75 mm Mineralwolle, mit einer Fläche von 15 m². Die Außenflächen haben 19 °C und 1 °C. Bestimme die Temperatur T_i an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten.

L₁ = 250 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 75 mm, k₂ = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²T₁ = 19 °CT₃ = 1 °C

T_i = °C

5.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Mineralwolle und 150 mm expandiertes Polystyrol trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -13 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 8 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 4 m². Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U der Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,04 W/(m·K)L₂ = 150 mm, k₂ = 0,035 W/(m·K)A = 4 m²h_i = 8 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -13 °C

U = W/(m²·K)

6.Schwer

Eine Wand aus 50 mm Ziegel und 50 mm Glas trennt einen Raum mit 21 °C von der Außenluft mit -7 °C. Die Wärmeübergangskoeffizienten sind innen 7,7 W/(m²·K) und außen 30 W/(m²·K), und die Wandfläche beträgt 8 m². Bestimme den Wärmeverlust Q̇ durch die Wand.

L₁ = 50 mm, k₁ = 0,72 W/(m·K)L₂ = 50 mm, k₂ = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²h_i = 7,7 W/(m²·K)h_o = 30 W/(m²·K)T_room = 21 °CT_out = -7 °C

Q̇ = W

Lösungsschlüssel

1. q″ = 2,66 W/m²
2. q″ = 0,98 W/m²
3. T_i = 2,355 °C
4. T_i = 16,19 °C
5. U = 0,1756 W/(m²·K)
6. Q̇ = 786,7 W

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